JPH08303742A - 溶融燃焼装置 - Google Patents

溶融燃焼装置

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JPH08303742A
JPH08303742A JP10739395A JP10739395A JPH08303742A JP H08303742 A JPH08303742 A JP H08303742A JP 10739395 A JP10739395 A JP 10739395A JP 10739395 A JP10739395 A JP 10739395A JP H08303742 A JPH08303742 A JP H08303742A
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combustion
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Masa Tanaka
雅 田中
Hideaki Ota
英明 太田
Akiyasu Okamoto
章泰 岡元
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Chubu Electric Power Co Inc
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Chubu Electric Power Co Inc
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 堅型の主燃焼器(1)の下方に傾斜した横型
の副燃焼器(5)を連結し、不燃性または難燃性の物質
を含む燃料を扱う溶融燃焼装置の改良。 【構成】 副燃焼器(5)の上流端前面にガスバーナ
(10)とCaO投入ノズル(11)を設け、スラグの
粘性が高い時に、これを加熱したり、融点を下げたりし
て、スラグタップ(6)から安定に排出させる。また副
燃焼器(5)の底部に長手方向に沿う堰板を設けて、ガ
スの旋回を抑え、スラグ層が薄くなるのを防ぐ。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、不燃性物質や難燃性物
質を含有する燃料の溶融燃焼装置に関するもので、石炭
焚きボイラ、スラッジ焚きボイラ、各種廃棄物燃焼設備
等に適用できる。
【0002】
【従来の技術】図4は従来の溶融燃焼装置の一例を示す
縦断側面図、図5は図4のV−V矢視横断面図である。
これらの図において、(1)は主燃焼器、(2)は燃料
投入ノズル、(3)は空気投入ノズル、(4)はスロー
ト、(5)は副燃焼器、(6)はスラグタップ(排出
口)、(7)はスラグビン、(8)は生成ガスダクト、
(9)は溶融スラグである。
【0003】円筒状で縦形の主燃焼器(1)の上部に燃
料投入ノズル(2)が装着されており、微粉炭が一次混
合気として軸方向に或る広がり角度で投入される。一方
二次空気は、主燃焼器(1)の上部に接線方向に取付け
られた空気投入ノズル(3)から、タンゼンシャルに投
入される。投入された微粉炭は、二次空気とともに激し
い旋回運動をしながら、高温下でガス化燃焼し、旋回を
続けながら出口のスロート(4)へ至る。一方、微粉炭
中に含まれていた灰分は高温下で溶融し、遠心力で主燃
焼器(1)の壁面に到達して捕集され、壁面を流下する
溶融スラグ(9)の層を形成する。
【0004】副燃焼器(5)は、軸線が水平に対し若干
傾斜した円筒状で、その高位置端(図では左端)に上記
スロート(4)の下端が接続されている。主燃焼器
(1)の周壁を流下した溶融スラグは、スロート(4)
を流下して副燃焼器(5)の底部へ落下する。副燃焼器
(5)の低位置端(図の右端)にはスラグタップ(6)
が設置され、溶融スラグ(9)がスラグビン(7)へ流
下して排出される構造になっている。溶融スラグ(9)
が除去されたあとの燃焼ガスは、副燃焼器(5)の低位
置端から反転上昇する形状の燃焼ガス出口ダクト(8)
を経て、高温燃料として外部へ供給される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】前記従来の溶融燃焼装
置においては、副燃焼器(5)と主燃焼器(1)との軸
線が一致していないため、副燃焼器(5)では、主燃焼
器(1)内の燃焼火炎の輻射熱を受けることができな
い。したがって次の場合、副燃焼器(5)内の溶融スラ
グ(9)の粘性が高くなり、スラグタップ部(6)から
のスラグ排出が不良となる。
【0006】1) 低空気比運転時、主燃焼器(1)の
空気比を絞るのに伴って、生成ガスのNOx は低減する
傾向を示すが、同時にガス温度も低下するため、溶融ス
ラグ(9)の粘性が高くなり、排出が不良となる。
【0007】2) 低負荷運転時は、主燃焼器(1)の
壁面から奪われるヒートロスが増大するので、副燃焼器
(5)内のガス温度が低下し、スラグ(9)の排出が不
良となる。
【0008】3) 燃料として灰融点の高い石炭を使用
する場合も、スラグ(9)の粘性が高く、排出不良とな
る。
【0009】また前記従来の溶融燃焼装置は、主燃焼器
(1)における遠心分離と、主燃焼器(1)から副燃焼
器(5)へ流入する際の衝突分離の二段分離機能によっ
て、スラグ捕集効率を向上させることを狙ったものであ
るが、実際には、次の不具合により副燃焼室における衝
突分離効果が充分に得られない。
【0010】すなわち、燃焼ガスが高速で主燃焼器スロ
ート(4)から副燃焼器(5)へ吹き出されるため、主
燃焼器(1)で付与された燃焼ガスの旋回力は余り減衰
することはなく副燃焼室でも継続する。したがって、一
旦副燃焼器(5)入口側底部に形成された溶融スラグ層
(9)が、上記旋回力により再び副燃焼器(5)内面全
体を覆う薄いスラグ層(9)となる。スラグ層(9)が
薄くなると、副燃焼器(5)壁面からのヒートロスによ
りスラグ温度が低下して溶融スラグの粘性が上昇し、ス
ラグタップ(6)からのスラグ(9)の落ちが悪くなる
とともに、スラグタップ(6)に到達するスラグ量が減
少し、スラグ捕集効率も低下する。そして、スラグタッ
プに回収されないスラグ(9)が、生成ガスダクト
(8)内壁面に付着堆積する。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記従来の課
題を解決するために、軸線が鉛直な円筒状で、下端が円
錐状に絞られてスロートを形成し、かつ上部に軸線方向
を向いた燃料投入ノズルおよび接線方向を向いた空気投
入ノズルを有する主燃焼器と、軸線が水平に対し傾斜し
た円筒状で、高位置端に上記スロートの下端が接続さ
れ、かつ低位置端に燃焼ガスの出口およびスラグの排出
口を有する副燃焼器とを備えた溶融燃焼装置において、
上記副燃焼室の高位置端にガスバーナおよび生石灰投入
ノズルが設けられたことを特徴とする溶融燃焼装置;な
らびに軸線が鉛直な円筒状で、下端が円錐状に絞られて
スロートを形成し、かつ上部に軸線方向を向いた燃料投
入ノズルおよび接線方向を向いた空気投入ノズルを有す
る主燃焼器と、軸線が水平に対し傾斜した円筒状で、高
位置端に上記スロートの下端が接続され、かつ低位置端
に燃焼ガスの出口およびスラグの排出口を有する副燃焼
器とを備えた溶融燃焼装置において、上記副燃焼室の内
壁面に長手方向に沿って堰板が設けられたことを特徴と
する溶融燃焼装置を提案するものである。
【0012】
【作用】前記第1の課題解決手段によれば、スラグ排出
口におけるスラグの粘性が高くなった場合、副燃焼器の
高位置端に設けられたガスバーナを起動し、副燃焼器に
おけるガス温度低下分の熱量を補う。また、灰融点の高
い石炭を燃料として使用する場合には、灰の融点降下剤
である生石灰を生石灰投入ノズルから供給し、スラグ排
出口において安定してスラグが排出されるようにする。
【0013】次に前記第2の課題解決手段においては、
副燃焼器の内壁に長手方向に沿って堰板を設けることに
より、副燃焼器の内壁面を流れる旋回力を減衰させる。
これにより、スロートを流下した溶融スラグは、副燃焼
器の底部に溶融スラグ層を形成し、スラグ排出口から回
収される。また燃焼ガス中に少量含まれる微小溶融スラ
グ(主燃焼器の壁面から再飛散したスラグおよび主燃焼
器壁面に到達しない微粉炭中の微粒灰分が燃焼器空間で
溶融したもの)も、副燃焼器のガス下流端壁面に慣性力
により衝突し、スラグ排出口で回収される。
【0014】
【実施例】図1は本発明の第1実施例を示す縦断側面図
である。この図において、前記図4および図5により説
明した従来のものと同様の部分については、冗長になる
のを避けるため、同一の符号を付けて詳しい説明を省略
する。
【0015】本実施例においては、副燃焼器(5)の高
位置端(ガス上流端、図の左端)前面に、ガスバーナ
(10)と生石灰投入ノズル(11)が配設されてい
る。スラグタップ(6)から流下した溶融スラグ(9)
の流動状態が悪くなった場合には、ガスバーナ(10)
を起動して副燃焼器(5)内を流れる燃焼ガス温度を上
昇させ、溶融スラグ(9)の流動状態を改善する。ま
た、燃料が灰融点の高い石炭である場合、上記ガスバー
ナ(10)の近傍に設置された生石灰投入ノズル(1
1)から生石灰を投入(投入量は石炭中灰分の1%程
度)して灰の融点を100〜150℃低減させ、上記ガ
スバーナ(10)と併用することにより、灰融点の高い
石炭の場合でもスラグの排出を良好に保つことができ
る。
【0016】次に図2は本発明の第2実施例を示す縦断
側面図、図3は図2の III−III 矢視横断面図である。
これらの図においても、前記説明と同様の部分には、同
一の符号を付けて詳しい説明を省略する。
【0017】本実施例においては副燃焼器(5)の底面
に長手方向に沿って堰板(12)が設けられる。主燃焼
器(1)内で生じた旋回力を充分に低減させるために、
堰板(12)の高さは副燃焼器(5)の内径の1/4以
上とし、また材料は耐熱・耐摩耗性を有するセラミック
ス等の耐火物とする必要がある。この堰板(12)の旋
回力減衰効果により、副燃焼器(5)内を流れる溶融ス
ラグ(9)は堰板(12)ののど部すなわち底面に集中
する。
【0018】なお、前記第1実施例と第2実施例とを組
合せて、ガスバーナ(10)、生石灰投入ノズル(1
1)、堰板(12)をすべて設けることもできる。
【0019】
【発明の効果】本発明によれば、溶融燃焼装置を低空気
比運転または低負荷運転する場合や、灰融点の高い石炭
を使用する場合においても、溶融スラグを良好な状態で
排出できる。そして、溶融スラグの捕集効率は従来に比
べ20%程度向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は本発明の第1実施例を示す縦断側面図で
ある。
【図2】図2は本発明の第2実施例を示す縦断側面図で
ある。
【図3】図3は図2の III−III 矢視横断面図である。
【図4】図4は従来の溶融燃焼装置の一例を示す縦断側
面図である。
【図5】図5は図4のV−V矢視横断面図である。
【符号の説明】
(1) 主燃焼器 (2) 燃料投入ノズル (3) 空気投入ノズル (4) スロート (5) 副燃焼器 (6) スラグタップ (7) スラグビン (8) 生成ガスダクト (9) 溶融スラグ (10) ガスバーナ (11) 生石灰投入ノズル (12) 堰板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 太田 英明 長崎市深堀町5丁目717番1号 三菱重工 業株式会社長崎研究所内 (72)発明者 岡元 章泰 長崎市深堀町5丁目717番1号 三菱重工 業株式会社長崎研究所内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 軸線が鉛直な円筒状で、下端が円錐状に
    絞られてスロートを形成し、かつ上部に軸線方向を向い
    た燃料投入ノズルおよび接線方向を向いた空気投入ノズ
    ルを有する主燃焼器と、軸線が水平に対し傾斜した円筒
    状で、高位置端に上記スロートの下端が接続され、かつ
    低位置端に燃焼ガスの出口およびスラグの排出口を有す
    る副燃焼器とを備えた溶融燃焼装置において、上記副燃
    焼室の高位置端にガスバーナおよび石灰投入ノズルが設
    けられたことを特徴とする溶融燃焼装置。
  2. 【請求項2】 軸線が鉛直な円筒状で、下端が円錐状に
    絞られてスロートを形成し、かつ上部に軸線方向を向い
    た燃料投入ノズルおよび接線方向を向いた空気投入ノズ
    ルを有する主燃焼器と、軸線が水平に対し傾斜した円筒
    状で、高位置端に上記スロートの下端が接続され、かつ
    低位置端に燃焼ガスの出口およびスラグの排出口を有す
    る副燃焼器とを備えた溶融燃焼装置において、上記副燃
    焼室の内壁面に長手方向に沿って堰板が設けられたこと
    を特徴とする溶融燃焼装置。
JP10739395A 1995-05-01 1995-05-01 溶融燃焼装置 Expired - Lifetime JP3310811B2 (ja)

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